近日，光電學(xué)院2021級碩士生唐磊作為第一作者在國際權(quán)威期刊《ACS應(yīng)用納米材料》（ACS Applied Nano Materials）發(fā)表最新研究論文，該研究報道了一種基于聚醚醚酮粉末和聚二甲基硅氧烷的彈性絕緣復(fù)合材料，可利用激光在其表面一步制備可拉伸激光誘導(dǎo)石墨烯電極，具有非常重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值，并被選為當(dāng)期封面之一。該項工作是由唐磊同學(xué)在研二期間完成，其所在的超精密光學(xué)制造創(chuàng)新團(tuán)隊由莊松林院士、張大偉教授領(lǐng)銜，光電學(xué)院研究生周靖俞和張大偉教授分列第二、三作者，盛斌副教授為通訊作者。
ACS Applied Nano Materials期刊封面
柔性可穿戴傳感器在人工智能、健康監(jiān)測和運動跟蹤等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用需求，其中柔性導(dǎo)電層是可穿戴設(shè)備的核心。石墨烯作為一種性能卓越的傳感材料，在柔性電子領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注，然而傳統(tǒng)的石墨烯制備技術(shù)，如化學(xué)氣相沉積等，需要復(fù)雜的制備過程和圖案化策略，限制了石墨烯的廣泛應(yīng)用。本研究創(chuàng)新性地提出將聚醚醚酮粉末與聚二甲基硅氧烷混合并澆注入不同的模具中固化成型，得到不同形狀的彈性絕緣復(fù)合薄膜，之后分別在不同形狀的復(fù)合薄膜表面激光雕刻出不同的激光誘導(dǎo)石墨烯導(dǎo)電圖案，用于柔性應(yīng)變和柔性濕度傳感器中。文章中對激光誘導(dǎo)石墨烯的形貌、元素組成、導(dǎo)電機制和激光功率進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明該柔性應(yīng)變傳感器能夠?qū)Σ煌潭鹊睦鞈?yīng)變產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電阻響應(yīng)，與諸多同類的工作相比，其表現(xiàn)出較大的拉伸范圍和較高的靈敏度；此外，展示了柔性濕度傳感器在不同工作頻率下的濕度響應(yīng)和彎曲不敏感性。
當(dāng)該柔性應(yīng)變傳感器被固定在身體不同部位時，它能夠?qū)崟r監(jiān)測手指、手腕、手肘的動作以及手腕橈動脈的脈搏；此外，該柔性濕度傳感器可用于人體呼吸監(jiān)測與非接觸式傳感?？傊?，通過激光誘導(dǎo)石墨烯在柔性復(fù)合薄膜上制備柔性電極的方法可實現(xiàn)大規(guī)模個性化定制，在柔性電子與可穿戴設(shè)備中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
柔性應(yīng)變傳感器和柔性濕度傳感器的工藝流程
應(yīng)變與濕度傳感性能的研究
柔性應(yīng)變傳感器用于人體脈搏和關(guān)節(jié)運動的監(jiān)測
柔性濕度傳感器用于呼吸監(jiān)測與非接觸式傳感
封面鏈接：https://pubs.acs.org/toc/aanmf6/6/19
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.3c03026
供稿：光電學(xué)院
